JP4697817B2 - Simカードのicモジュールおよびsimカード - Google Patents
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Description
このSIMカードは、ベース部材の周縁に沿って、すなわち、ベース部材の面方向に沿ってアンテナが配設され、このアンテナがICモジュールに接続されている(例えば、特許文献1参照)。
特に、カード表面に接して金属面が配置されると、金属面に励起される逆方向電流により利得が大きく低下するという問題がある。
一般に、ループアンテナはループ長が波長より十分に短い微小ループアンテナと呼ばれるものであり、”磁流アンテナ”に分類される。
このループアンテナは、ループ軸がグランド面や導体面に水平になるように配置された場合に利得の変化が非常に小さいという特性を有している。
これにより、金属面の近接等によるアンテナの利得変化を小さく抑えることができる。
よって、例えば、SIMカードを携帯電話の中に挿入して使用する場合、携帯電話のどの位置に配置されても利得の変化を小さく抑えることができる。
このときに、電波強度の変化を抑えて距離が正確に検出することができ、精度の高い認証性が得られる。
ここで、「積層する」とは、プリント基板の製作時に積層する(つまり多層基板で構成する)以外に、アンテナパターンを形成したプリント基板を基板に実装する(半田で接続する)ことも含む。
また、外部アンテナに接続したときはSIMカード内蔵のループアンテナを切り離すことにより更に通信距離を伸ばすことができる。
一方、切り離さないときは、外部アンテナと内蔵アンテナに並列に接続されるため、通信距離は1/√2になるが、構成の簡略化が図れる。
これにより、ICモジュールやベース部材の設計の自由度を高めることができる。
さらに、アンテナを導体で形成することで、高いパターン精度が得られるため、歩留まりが改善できるとともに調整を省略できる。
加えて、導体を凹部に沿わせて設けることで、プリント基板を不要にでき、構成の簡素化が図れる。
図1〜図3に示すように、本発明の第1実施形態であるSIMカード10は、ICモジュール11と、ICモジュール11が組み込まれた板状のベース部材12とを備える。
図2に示すように、ICモジュール11は、基板14と、基板14の実装面14Aに複数の電子部品16が実装された回路部18と、回路部18に接続されたアンテナ20とを有する。
凹部22は、基板14の実装面14Aにおける周縁14Bを接着するための接着凹部23と、回路部18を収容する収容凹部24を有する。
接着凹部23に基板14の周縁14Bを載せ、接着剤で接着凹部23と周縁14Bとを接着することで、ベース部材12にICモジュール11が組み込まれている。
この状態で、回路部18が収容凹部24に収納されている。
基板14は、実装面14Aと反対側の露出面14Cに複数の電子部品16の端子17が露出している(図1参照)。
図4に示すように、第2アンテナ32は、一対の第1端子31Aにそれぞれ接続された一対の第2端子32Aと、一対の第2端子32Aからそれぞれ立ち上げられた一対の脚部33と、一対の脚部33に亘って設けられた水平部34とを有する金属部材である。
水平部34は、実装面14Aに対して略平行に配設され、かつ、実装面14Aに対して基板14の厚み方向に沿って所定寸法Hずれた位置に配置された立体構造を有している。
よって、一対の第2端子32Aを一対の第1端子31Aに接続することにより、第1アンテナ31および第2アンテナ32で、実装面14Aに対して交差する面(想像線で示す面)36に沿って周回するループアンテナが形成されている。
そして、ループアンテナの両端より高周波信号が平衡給電される。
平衡給電により、高周波電流がSIMカード10のアンテナ部以外に流れることを抑え、これにより携帯電話におけるSIMカード10の配置状態に依存するアンテナ利得の変動が抑えられる。
加えて、水平部34を実装面14Aに対して所定寸法Hずれた位置に配置することで、水平部34直下に電子部品を実装できるため小型化が図れる。
これにより、SIMカード10の設置状態によらず、アンテナ利得をほぼ一定に保つことができる。
図5〜図6に示す第2実施形態のSIMカード40は、第1実施形態の第2アンテナ32に代えて、第2アンテナ41を設けたもので、その構成は第1実施形態のSIMカード10と同じである。
加えて、第2実施形態のSIMカード40によれば、アンテナ基板42としてのプリント基板の導体部45を第2アンテナ41として利用することで、高いパターン精度が得られるため、歩留まりが改善できるとともに調整を省略できる。
図7〜図8に示す第3実施形態のSIMカード50は、第1実施形態のアンテナ20に代えて、アンテナ51を設けたもので、その構成は第1実施形態のSIMカード10と同じである。
アンテナ51は、第1アンテナ52と、第2アンテナ53とを有する。
第1アンテナ52は、図2に示す回路部18に接続されるとともに基板14の露出面(ICモジュールの表面)14Cに一対の端子部52Aが露出されている。
第2アンテナ53のプリント基板55を、ベース部材12における凹部22(図2参照)が設けられている表面12Aから、凹部22が設けられていない裏面12Bを経由して再び表面12Aに戻るように折り曲げされている。
これにより、アンテナ51は、第1アンテナ52および第2アンテナ53でループアンテナが形成されている。
さらに、第3実施形態のSIMカード50によれば、第2アンテナ53をベース部材12の外部に設けることが可能になり、ICモジュール11やベース部材12の設計の自由度を高めることができる。
また、ループ面積を大きくすることができ、アンテナ利得を改善できる。
図9に示す第4実施形態のSIMカード60は、第1実施形態のアンテナ20に代えて、アンテナ61を設けたもので、その構成は第1実施形態のSIMカード10と同じである。
アンテナ61は、回路部18に接続されるとともに実装面(ICモジュール11の表面)14Aに露出する一対の端子部62と、一対の端子部62にそれぞれ接続される一対の接触部63と、一対の接触部63に接続されたループアンテナ64とを有する。
ループアンテナ64は、ベース部材12に埋設され、実装面14Aに対して平行、かつ、実装面14Aに対して基板14の厚み方向に沿った所定寸法Hずれた位置に配置された水平部65を有する。
一対の端子部62が一対の接触部63にそれぞれ接続されることで、ループアンテナ64が回路部18に接続されている。
さらに、第4実施形態のSIMカード60によれば、ループアンテナ64をICモジュール11の外部であるベース部材12に埋設することで、ICモジュール11の設計の自由度を高めることができる。
図10に示す第5実施形態のSIMカード70は、第1実施形態のアンテナ20に代えて、アンテナ71を設けたもので、その構成は第1実施形態のSIMカード10と同じである。
アンテナ71は、基板14に沿うように形成された第1導体72と、第1導体72に接続される第2導体(導体)73とを有する。
第1導体72は、回路部18に接続されるとともに実装面(ICモジュール11の表面)14Aに露出する一対の端子部74を有する。
第2導体73は、凹部22に沿うように形成されることで、実装面14Aに対して平行、かつ、実装面14Aに対して基板14の厚み方向に沿った所定寸法Hずれた位置に配置された水平部77を有する。
一対の端子部74が両端部75にそれぞれ接続されることで、第1導体72および第2導体73でループアンテナが形成されている。
また、第5実施形態のSIMカード70によれば、ICモジュール11の外部である凹部22に沿うように第2導体73を形成してアンテナとすることで、ICモジュール11の設計の自由度を高めることができる。
加えて、第2導体73を凹部22に沿わせて設けることで、プリント基板を不要にでき、構成の簡素化が図れる。
図11〜図12に示す第6実施形態のSIMカード80は、第1実施形態のアンテナ20に代えて、アンテナ81を設けたもので、その構成は第1実施形態のSIMカード10と同じである。
アンテナ81は、ベース部材12の表面付近に形成された第1アンテナ82と、基板14の表面付近に形成された第2アンテナ83とを有する。
複数のスルーホール84は、貫通孔(または、凹部)22が形成されるとともに基板14に対向する面86に露出している。
第2アンテナ83は、基板14に埋設されているとともに実装面14Aに露出する複数の端子部87を有する。
端子部87がスルーホール84にそれぞれ接続されることで、第1アンテナ82および第2アンテナ83でループアンテナが形成されている。
なお、本実施形態は、ループアンテナの巻き数が3回巻きの場合を示しているが、本発明におけるループアンテナの巻き数は1回、2回または4回以上としてもよい。
さらに、第6実施形態のSIMカード80によれば、ICモジュール11の外部であるベース部材12に第1アンテナ82を設けることで、ICモジュール11の設計の自由度を高めることができる。
図13(A)に示す第7実施形態のSIMカード90は、第1実施形態のSIMカード10に、図示しない外部アンテナに接続可能な外部アンテナ端子91,92を設けたもので、その構成は第1実施形態のSIMカード10と同じである。
外部アンテナ端子91,92は、ベース部材12の表面12Aに設けられている。
また、携帯電話の外部アンテナに接続したときはSIMカード90内蔵のループアンテナを切り離すことにより更に通信距離を延ばすことができる。
一方、切り離さないときは、送信出力信号が携帯電話の外部アンテナと内蔵アンテナに2分されるため、通信距離は1/√2になるが、構成の簡略化が図れる。
変形例のSIMカード95によれば、平衡給電可能とすることで、アンテナ利得の変動を抑えることができ、またCカットができ、さらに、外部アンテナとのDCレベルを合わせる必要がない。
図14(A)に示す第8実施形態のSIMカード100は、前述した第2実施形態の変形であり、ICモジュール101の基板114を厚み方向に貫通する一対の基板スルーホール115、115を有している。
図14(B)に示すように、スルーホール115、115は、アンテナ基板42のスルーホール43に導通可能とされ、基板114における裏面に設けられた配線116を介して実装面114Aの回路部18に接続されている。
11,101 ICモジュール
12 ベース部材
12A ベース部材の表面
14 基板
14A 実装面
14C 基板の表面(ICモジュールの表面)
16 電子部品
18 回路部
20,51,61,71,81 アンテナ
22 凹部
34 水平部
41 第2アンテナ
43 スルーホール
44 プリント基板
45 導体部(水平部)
52A 端子部
55 プリント基板
56 導体
62 端子部
63 接触部
73 第2導体(導体)
91,92,96,97外部アンテナ端子
H 所定寸法
Claims (10)
- 基板と、
前記基板の実装面に複数の電子部品が実装された回路部と、
前記回路部に接続されて電波の送受信を行うアンテナとを有し、
板状に形成されたベース部材の凹部に収容されることによりSIMカードを構成するSIMカードのICモジュールであって、
前記アンテナが、前記実装面から立ち上げられた一対の脚部と、前記一対の脚部に亘って設けられた水平部とを有し、
前記水平部が、前記実装面に対して平行、かつ、前記基板の厚み方向に沿って前記実装面から離れた位置に配置されていることを特徴とするSIMカードのICモジュール。 - 前記アンテナが、前記実装面に対して交差する面に沿って周回するとともに、前記実装面に対して略平行な水平部を有するループアンテナであることを特徴とする請求項1に記載のSIMカードのICモジュール。
- 前記アンテナが、アンテナ基板と、前記アンテナ基板を厚み方向に貫通する一対のスルーホールと、前記スルーホールを連結する導体部とを有することを特徴とする請求項1に記載のSIMカードのICモジュール。
- 前記基板を厚み方向に貫通するとともに前記スルーホールに導通可能な一対の基板スルーホールを有し、
前記回路部が前記スルーホールおよび前記基板スルーホールを介して前記導体部に連結されていることを特徴とする請求項3に記載のSIMカードのICモジュール。 - 外部アンテナに接続可能な外部アンテナ端子が前記基板に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のSIMカードのICモジュール。
- 基板と、前記基板の実装面に複数の電子部品が実装された回路部とから成るICモジュールと、
前記回路部を収容する凹部が設けられた板状のベース部材とを備えるSIMカードであって、
前記回路部に接続されるとともに前記ICモジュールの表面に露出する端子部と、
前記端子部に接続されて電波の送受信を行うアンテナとを有し、
前記アンテナが、前記実装面から立ち上げられた一対の脚部と、前記一対の脚部に亘って設けられた水平部とを有し、
前記水平部が、前記実装面に対して平行、かつ、前記基板の厚み方向に沿って前記実装面から離れた位置に配置されていることを特徴とするSIMカード。 - 導体が印刷されたプリント基板を有し、
前記プリント基板を前記ベース部材における前記凹部が設けられている表面から、前記凹部が設けられていない裏面を経由して再び前記表面に戻るように配索することにより前記アンテナが形成されていることを特徴とする請求項6に記載のSIMカード。 - 前記アンテナが、前記ベース部材に埋設されているとともに前記凹部に露出する接触部を有し、前記凹部に収容された前記ICモジュールの前記端子部が前記接触部に接触することを特徴とする請求項6に記載のSIMカード。
- 前記アンテナが、前記凹部に沿う導体により形成されているとともに、前記凹部に収容された前記ICモジュールの前記端子部が前記導体に接触することを特徴とする請求項6に記載のSIMカード。
- 外部アンテナに接続可能な外部アンテナ端子が前記ベース部材の表面に設けられていることを特徴とする請求項6に記載のSIMカード。
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